在过去几年中，我们看到整个 Java 生态系统大量投入，以减少应用程序启动时间。主要关注点围绕着预先编译 (Ahead-of-Time, AOT) 优化。无论是将代码压缩成 GraalVM 本机可执行文件，还是使用协调检查点恢复 (Coordinated Restore at Checkpoint, CRaC) 捕获已优化的字节码，亦或是类数据共享 (Class Data Sharing, CDS) 或其最新继任者 AOT 缓存（Leyden 项目的一部分）。尽管不同方法的入门门槛各不相同，但它们都将性能优化从运行时转移到更早的阶段，例如构建时或单独的打包步骤。

Spring 产品组合已为您准备就绪：无论您选择哪个方向，它都能为您提供支持

• 为 GraalVM 本机镜像提供运行时提示
• 为 Bean 定义和装配生成 AOT 代码
• 使用 Leyden 项目预主训练运行进行应用程序上下文快照

随着 Spring Data 4.0（如果您喜欢按日历版本命名，则是 2025.1 发布列车），我们将您的仓库带入了 AOT。我们将所有在应用程序启动时进行的仓库准备工作转移到构建时。

它是如何工作的，您可以期待什么？

简而言之，当设置 spring.aot.repositories.enabled=true 配置属性时，我们的 AOT 处理会通过依赖仓库的特定存储特性，将您的仓库查询方法转换为实际的源代码。生成的查询方法包含您不使用 Spring Data 运行查询时将编写的完全相同的代码。然后，生成的源代码会与您的应用程序一起编译，并支持仓库接口。

想象一个如下所述的宠物主人仓库。

仓库本身不继承 CrudRepository 等基础仓库的任何功能，以将暴露的功能保持在最低限度。尽管如此，save 方法与预定义方法之一的签名匹配，而列出的两个查询方法则使用派生和显式注解方法。

interface OwnerRepository extends Repository<Owner, Integer> {

    Owner save(Owner owner);

    List<OwnerSummary> findAllByLastName(String lastName);

    @Transactional(readOnly = true)
    @Query("SELECT DISTINCT owner FROM Owner owner left join owner.pets WHERE owner.lastName LIKE :lastName%")
    Page<Owner> findByLastName(@Param("lastName") String lastName, Pageable pageable);

    // ...
}

在 AOT 阶段，基础设施将只考虑与代码生成相关的部分。以前面提到的 save 方法为例：由于我们在这里使用 JPA，SimpleJpaRepository 已经为 save 方法提供了默认实现，允许代码生成跳过该方法。对于您的任何自定义实现也是如此。然而，OwnerRepository 的其余两个方法当然是 AOT 优化的对象，最终会出现在与源 OwnerRepository 相同包中的 OwnerRepositoryImpl__Aot 中。

@Generated
public class OwnerRepositoryImpl__Aot extends AotRepositoryFragmentSupport {

  private final EntityManager entityManager;

  public OwnerRepositoryImpl__Aot(EntityManager entityManager,
    RepositoryFactoryBeanSupport.FragmentCreationContext context) {
    // ...
  }

  /**
   * AOT generated implementation of {@link OwnerRepository#findAllByLastName(String)}.
   */
  public List<OwnerSummary> findAllByLastName(String lastName) {
    String queryString = "SELECT o.firstName AS firstName, o.lastName AS lastName, o.city AS city FROM org.springframework.samples.petclinic.owner.Owner o WHERE o.lastName = :lastName";
    Query query = this.entityManager.createQuery(queryString, Tuple.class);
    query.setParameter("lastName", lastName);

    return (List<OwnerSummary>) convertMany(query.getResultList(), false, OwnerSummary.class);
  }

  /**
   * AOT generated implementation of {@link OwnerRepository#findByLastName(String,Pageable)}.
   */
  public Page<Owner> findByLastName(String lastName, Pageable pageable) {
    String queryString = "SELECT DISTINCT owner FROM Owner owner left join owner.pets WHERE owner.lastName LIKE :lastName";
    String countQueryString = "SELECT count(DISTINCT owner) FROM Owner owner left join owner.pets WHERE owner.lastName LIKE :lastName";
    if (pageable.getSort().isSorted()) {
      DeclaredQuery declaredQuery = DeclaredQuery.jpqlQuery(queryString);
      queryString = rewriteQuery(declaredQuery, pageable.getSort(), Owner.class);
    }
    Query query = this.entityManager.createQuery(queryString);
    query.setParameter("lastName", "%s%%".formatted(lastName));
    if (pageable.isPaged()) {
      query.setFirstResult(Long.valueOf(pageable.getOffset()).intValue());
      query.setMaxResults(pageable.getPageSize());
    }
    LongSupplier countAll = () -> {
      Query countQuery = this.entityManager.createQuery(countQueryString);
      countQuery.setParameter("lastName", "%s%%".formatted(lastName));
      return (Long) countQuery.getSingleResult();
    };

    return PageableExecutionUtils.getPage((List<Owner>) query.getResultList(), pageable, countAll);
  }

}

如您所见，生成的代码可能非常简单，也可能随着查询、参数绑定或请求的数据及其表示而变得复杂。在应用程序启动时，AOT 生成的类会被连接到支持为仓库接口创建的代理的仓库组合中。因此，您第一次可以实际看到并进入在仓库接口上调用方法时运行的代码。

除了可调试性之外，预生成代码还有助于解析查询和探索假设。它缩短了仓库引导期间的代码路径，从而加快了整体应用程序启动速度并减少了内存占用。

根据底层数据存储的不同，这种减少可能相当显著，例如对于 Spring Data JPA，它在已经更高效的 AOT 优化之上，还能带来额外的启动速度提升和更少的内存占用。

预先编译仓库目前是一个预览功能，其第一个版本适用于 JPA（仅通过 Hibernate）和 MongoDB，更多模块将在即将发布的里程碑中跟进。

请试用这个新功能，并随时与我们联系，告诉我们您的想法。